JPS637817A - 排ガスフイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えばディーゼルエンジンから排出される粒
子状物質（以下ススという）を補集したススを燃焼させ
ることにより、ディーゼルエンジンから大気へ排出され
るスス量の低減を図るディーゼル排ガスフィルタに関す
るものである。

従来の技術 ディーゼルエンジンから排出されるススを補集　　　−
するためのディーゼル排ガスフィルとして、アルミナで
コーティングされた金属ワイヤメツシュを用いたフィル
タ、発泡剤を用いて多孔質構造としたセラミックフオー
ムフィルタ、及びハニカム形状のセラミックハニカムフ
ィルタなどが考案されている。その中でも、ススの補集
効率が９０係以上で、フィルタによる排ガスの圧力損失
が少ないセラミックハニカムフィルタが、排ガスのスス
を除去するフィルタとして有望視されている。セラミッ
クハニカムフィルタからなるディーゼル排ガスフィルタ
は、コージライト、ムライトなどを主成分として押出し
成型法、抄紙法などにより構成された多数のセルからな
るハニカム構造をなしている。該ハニカム構造体の両端
部は、セメントのような非常に気孔率の小さな長さ約１
０１１Ｂの材料で交互に閉塞されている。これらの上流
側および下流側の閉塞部によって、セルは入口および出
ロ排ガス通器に分割され、排ガス中のススはセル壁でほ
ぼ全量集塵される。エンジンを運転すると、徐々にスス
が堆積してディーゼル排ガスフィルタでの圧力損失が大
きくなり、エンジン性能の低下を招く。そこで、エンジ
ン性能を良好に保つには一定量のススが堆積した時点で
、そのススを燃焼させ、ディーゼル排ガスフィルタを再
生する方法がとられる。従って、ススを円滑に燃焼させ
て、フィルタの再生を何回でも容易に行えるディーゼル
排ガスフィルタが望まれる。

発明が解決しようとする問題点 ディーゼル排ガスフィルタに堆積したススは、入口端部
で排ガス中の火花や点火ヒータによって着火し、入口端
部で燃焼が広がシ、それと同時にセル内を下流に向かっ
て燃焼する。

第３図に示す如く、ディーゼル排ガスフィルタ１０にお
いて、排ガス中のススの一部は入口端部１１に堆積し、
大部分はセル１２内の入口排ガス通路１３のセル壁１４
に堆積する。ここで、入口端部１１に堆積したススに着
火すると、入口端部１１で燃焼が広がシ、それと同時に
入口排ガス通路１３のセル壁１４に堆積したススに伝播
してセル１２内を下流に向かって燃焼する。入口排ガス
通路１３のセル壁１４に堆積したススが燃焼した上流側
のセル壁では、圧力損失が小さくなシ、この部分のセル
壁を通過して入口排ガス通路１３から出口排ガス通路１
５に流れる排ガス量が増加し、下流側のセル壁を通過す
る排ガス量が減少する。

燃焼がセル１２内を下流に向かって伝播することにとも
なって、この傾向は、さらに著しくなる。

そこで、下流側のセル壁１４に堆積したススが燃焼する
時には、上流側に比べて、同じスス量が燃焼する間に通
過する排ガス量が少ないので、排ガスによる冷却作用が
少ない。その結果、下流側のセル壁１４では上流側に比
べて燃焼中の温度が高温となる。したがって、入口側で
、排ガスフィルタ１０の再生に適した温度になるように
すると、出口側では燃焼温度が高温になシ過ぎて、セル
壁１４の溶融、および熱衝撃による破壊などの問題が生
じた。再生が何回か繰シ返されると前記溶融、および破
壊部分からススが漏れて大更へ排出される問題が生じた
。

問題点を解決するための手段 上記従来の問題点を解決する技術的手段は、ノ・ニカム
構造体のセルの各々において、排ガス入口側の内径を、
出口側の内径より太きく、テーパ状とするものである。

作　　用 上記構成により、排ガスフィルタ１０の下流側のセル壁
１３の面積は、上流側の面積に比べて小さく、従って堆
積するスス量も少なくなる。排ガスの流量は上流側でも
下流側でも変らないため、下流側では、ススの燃焼によ
り発生する熱量が少なく、排ガスによる冷却作用は変ら
ないので、結果として、下流側では上流側に比べて、燃
焼温度の上昇を少なくすることができる。従って、セル
１４の下流側での過度の温度上昇を防止することができ
る。

実施例 本発明の一実施例を第１図および第２図に示す。

１はディーゼル排ガスフィルタで、例えば次の手法で製
造される。２０鵡以下に裁断したアルミナ繊維３０重量
部と、セラミック原料粉末１６重量部を、水３ｏｏＯ重
量部に懸濁させ、この混合スラリーにポリ酢酸ビニル等
の有機バインダーを添加した後、ポリアクリルアミドな
どの凝集剤で凝集させ、長網式抄紙機で抄造し、シート
を作成した。

得られたシートを段ポール製造と同様の方法で、両端の
ピッチが異なる２個の傘歯車の間を通して波状シートを
作成し、次いで平板状シートと接着してなるコルゲート
シートを作成し、次に、これを芯の周囲に接着しつつ巻
きつけ、両端の内径の異なるハニカム形状を作成した。

次に、１つのセル２に流入した排ガスがセル壁３を通過
して他のセルに移行した後排出されるように、ハニカム
の両端を交互に、以下に述べる材料を各セルに同量ずつ
注入することによシ入ロ側、および出口側閉塞部４．５
を形成して、入口、および出口排ガス通路６．７に分割
した。この成型物を空気中において１２５０’Ｃで焼成
してセラミック繊維とセラミック原料粉末をセラミック
化し、ハニカム構造体としてディーゼル排ガスフィルタ
１を得た。ここで、入口側、および出口側閉塞部４．５
を形成する材料は、シートを仮焼し、粉砕した無機材料
２重量部とでんぷん０．１重量部と水３重量部を加えて
のシ状にしたものに、有機粉末０．１重量部を粉状のま
ま加え、攪拌混合したものを用いる。図中、８は堆積し
たスス、矢印は排ガスの流れを示す。

このようにして得られたディーゼル排ガスフィルタを、
エンジンの排気マニホールドに取シ付けて再生テストを
行なった。エンジン回転数１２４゜ｒｐｍ、）ルク１２
９・ｍで２３時間運転してススを堆積したのち、アイド
リンク状態にすると同時に点火ヒータにより着火して再
生したところ、約３分間で燃焼が終了し、はとんどスス
が残らなかった。

上記の再生テストを１０回繰り返し行ない、その後、該
排ガスフィルタを取シ出して切断し観察したが、どこに
もクラック、溶融、および剥離部分は見当たらなかった
。

従来の排ガスフィルタで同様の再生テストを行なったと
ころ、２回までは、特に異常は認められなかったが、３
回目の再生中に、ススの外部への排出が観察され、再生
終了後に、該排ガスフィルタを観察したところ、多数の
クラック、および溶融部分が確認された。

発明の効果 本発明は以上のような構成によう、以下のような優れた
効果を提供する。

ハニカム構造体のセルの各々において、排ガス入口側の
内径を、出口側の内径より大きく、テーパ状にすること
により、下流側のセル壁の面積が減少し、堆積するスス
量が減少する。その結果、下流側でススの燃焼によって
発生する熱量が少なくなり、下流側での過度の温度上昇
を防止することができ、排ガスフィルタ全体に温度むら
の少ない、均一な温度分布で燃焼させることができる。

従って、排ガスフィルタの再生が容易になるとともに、
過度の温度上昇によるクラック、溶融および剥離などの
所謂破壊がなくなった０

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の排ガスフィルタの
部分斜視図および部分断面図、第３図は従来の排ガスフ
ィルタの部分断面図である。 １・・・・・・排カスフィルタ、２・・川・セル、３・
旧・・セル壁、４．６・・・・・・入口、出口側閉塞部
、６，７・・・・・・入口、出口排ガス通路、８・・・
・・・スス。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質セラミックスで複数のセルを形成したハニ
   カム構造体のセル端部に交互に閉塞部を設け、該ハニカ
   ム構造体のセルの各々において、排ガス入口側の内径を
   、出口側の内径より大きし、排ガス通路をテーパ状とし
   たことを特徴とする排ガスフィルタ。
2. （２）多孔質セラミックスが、繊維状セラミックスを主
   成分とする特許請求の範囲第１項記載の排ガスフィルタ
   。